电子行业研究：Gemini1.5/Sora预示AI模型迭代加速，高速通信驱动PCB成长

高速通信仍是驱动PCB未来增长的关键领域。近日Google和OpenAI相继推出效果超预期的Gemini1.5和Sora大模 型，迭代加速继续吹响AI抢跑号角，PCB作为高速通信硬件基础支撑有望享受高景气度。高速通信成为了继PC、智能手机之后带动PCB行业在新的一轮周期快速增长的主要因素，数据上体现在2018~2022年有线通信和服务器领域PCB产值复合增速显著高于其他细分领域，分别达到6.2%和11.1%。鉴于云计算市场规模预计未来增速仍然保持在18%以上、Bloomberg对海外云计算厂商资本开支的增速预期较高、AI“军备赛”正如火如荼，我们认为当前PCB行业未来仍然处在高速通信所驱动的增长趋势中，根据CPCA所引用的细分领域复合增速可以看到，服务器PCB的增速仍然位居全行业第一、达到6.5%，可见高速通信将成为PCB行业发展中不可忽视的重要趋势。 服务器PCB单机价值量提升，来自AI性能提升和CPU平台升级。服务器出货量能够稳定增长，但这不足以使得服务 器行业成为我们关注的重点，我们认为服务器作为代表高速通信的关键设备，之所以能够成为PCB行业增长的主要动力的关键点在于其单机价值量将迎来显著变化，趋势主要来自两个方面：1）近年来AI服务器增速明显高于传统服务器，并且单机价值量要远高于传统服务器，单机价值量提升主要体现在PCB数量增加、性能提升以及引入了HDI产品，我们测算AI服务器单机PCB价值量达到7000~10000元（普通服务器仅为1125元）；2）服务器CPU平台升级带动CPU母板价值量提升，根据产业链公告，PCIE3.0、PCIE4.0、PCIE5.0对应的PCB层数为8~12层、12~16层、16~20层，对应的CCL等级为MidLoss、LowLoss、VeryLowLoss/UltraLowLoss。综合来看，预计2027年服务器PCB市场空间将达到135亿美元，相对2023年82亿美元市场规模仍有65%的扩容空间。 AI提升单网络交换容量，芯片端已全面迈入51.2T高速交换期。交换机涉及到的PCB包括交换单元板、接口板（线 卡）、主控单元板、背板（非必须）。我们认为交换机在近年来高速通信的大趋势下正迎来快速扩容：1）参考英伟达AI训练组网架构，胖树架构又再次成为主要架构，因其存在三层网络且带宽不收敛，加之AI网络中已经全面采用高性能交换机（如英伟达DGXH100SuperPOD推荐单端口400G、总带宽达到51.2Tb/s的QM9700），因此AI训练网络总带宽显著高于普通网络，就会使得PCB价值量显著提高；2）我们观察到供给端各大芯片厂商已经推出51.2T交换芯片，表明交换机市场已经全面进入高速高容量阶段，根据产业链信息，3.2T/6.4T的交换机芯片对应的交换单元板会用到14~16层板PCB、VeryLowLoss等级的覆铜板，而51.2T的交换机芯片对应的交换单元板会用到34~40层PCB、SuperUltraLowLoss等级的覆铜板，为高端PCB打开市场空间。通过“PCB/交换机市场”比例测算法、考虑800G及以上端口速率产品推出会带来更大增量，预计至2027年交换机PCB市场将远超14.9亿美元。 高速通信领域快速增长带来了PCB行业的快速发展势头，我们认为主要的关注点在于云计算、AI应用下数据中心中服务器和交换机这两类设备所用PCB升级变化，我们认为：1）服务器市场，AI引入GPU层增加单服务器PCB价值量，同时服务器CPU芯片平台持续迭代，带来服务器PCB市场迎来增长；2）交换机市场，AI组网采用胖树架构会导致单网总带宽提高，同时交换机芯片供应商纷纷推出51.2T的高速高容量芯片推动交换机PCB单机价值量提升。我们建议关注在高速通信领域布局较深的PCB、CCL和上游原材料厂商，如沪电股份、深南电路、生益电子、生益科技、联瑞新材等。 AI发展不及预期；服务器和交换机供应端升级进度不及预期；竞争加剧。 内容目录 前言：Gemini1.5/Sora模型效果超预期，高速通信基建仍然是高景气阶段5 一、高速通信推动成长，层数增加+材料升级+工艺复杂提升PCB价值量5 1.1、高速通信仍是驱动PCB未来增长的关键领域5 1.2、高速通信快速成长主要来自于云计算/AI等需求带动6 1.3、PCB主要以服务器/交换机等设备为承载物参与高速通信基础建设7 1.4、“高速化”要求PCB完整且更快传输更多数据，落脚点在带宽和I/O数8 二、服务器PCB单机价值量提升，来自AI性能提升和CPU平台升级10 2.1、AI服务器增速更快，单机价值量提升来自单价用量增加和性能要求提高10 2.2、服务器CPU平台全面升级至PCIE5.0，PCB层数和CCL等级都将相应提升13 三、AI提升单网络交换容量，芯片端已全面迈入51.2T高速交换期15 3.1、AI组网容量大幅提升，交换机PCB价值量提升趋势明确16 3.2、供给端争相推出51.2T交换芯片，交换容量提升打开高端PCB空间18 3.3、高速高容量交换机快速成长，测算可得交换机PCB至27年空间超14.9亿美元19 四、投资建议及风险提示21 4.1、投资建议21 4.2、风险提示21 图表目录 图表1：谷歌推出Gemini1.55 图表2：OpenAI主页介绍文生视频模型Sora5 图表3：全球PCB产值及未来预期（亿美元）5 图表4：2018~2023EPCB细分领域复合增速6 图表5：2022~2027年PCB细分领域预期复合增速6 图表6：全球云计算市场规模及增速6 图表7：海外四大云计算厂商资本开支（十亿美元）7 图表8：国内三大云计算厂商资本开支（亿美元）7 图表9：海外四大云计算厂商资本开支预期增幅7 图表10：国内三大云计算厂商资本开支预期增幅7 图表11：通信设备所用PCB的类型分布7 图表12：全球交换机市场增速（分应用场景）7 图表13：华为CloudEngine16804数据中心交换机8 图表14：鲲鹏服务器主板（型号：S920X00）8 图表15：通信设备所用PCB的类型分布8 图表16：服务器/存储所用PCB的类型分布8 图表17：单体通信设备中两个节点之间的传输9 图表18：高速CCL的等级分类9 图表19：HDI阶数提升会导致更多工艺产能消耗，工艺附加值提高9 图表20：全球服务器出货量10 图表21：AI服务器出货量增速显著更高10 图表22：AI服务器相对传统服务器多了GPU层11 图表23：AI服务器GPU层新增部件为OAM和UBB12 图表24：英伟达DGXH100中各信号节点的连接方式12 图表25：PCIE总线标准带宽与NVLink带宽对比12 图表26：AI服务器所用PCB和CCL规格13 图表27：各类服务器单机PCB价值量对比（元，不含载板）13 图表28：全球服务器CPU市场格局13 图表29：Intel和AMD在2023年推出PCIE5.0平台芯片13 图表30：PCIE总线标准对应传输速率（GT/s）14 图表31：PCIE总线标准对应单链路带宽（GB/s）14 图表32：PCIE总线升级导致PCB层数提升14 图表33：PCIE总线升级导致覆铜板材料升级14 图表34：全球服务器PCB市场空间（亿美元）14 图表35：交换机功能示意图15 图表36：交换机工作机制原理15 图表37：交换机中PCB组成结构（以华为CloudEngineS16700-8为例）15 图表38：RDMA和TCP/IP机制对比16 图表39：RDMA协议栈16 图表40：InfiniBand和以太网下RoCEv2对比示意图16 图表41：数据中心胖树架构示意图17 图表42：数据中心叶脊架构示意图17 图表43：英伟达DGXA100SuperPOD网络采用胖树架构17 图表44：英伟达QM9700交换机单机吞吐量已经达到51.2Tb/s18 图表45：2023年第三季度全球交换机市场格局（按收入）18 图表46：交换机设备商芯片方案18 图表47：全球交换机商用芯片市场格局18 图表48：博通交换芯片研发历程18 图表49：交换机不同速率端口复合增速对比（按端口数）19 图表50：交换机不同速率端口复合增速对比（按收入）19 图表51：高速率端口将成为主要的交换机端口（按收入）19 图表52：锐捷网络原材料采购成本分布20 图表53：三旺通信原材料采购成本分布20 图表54：锐捷网络原材料占营业成本比例（取纯代工和自主生产业务数据）20 图表55：三旺通信原材料占营业成本占比20 图表56：根据锐捷网络数据计算PCB占交换机市场比例20 图表57：根据三旺通信数据计算PCB占交换机市场比例20 图表58：全球交换机PCB市场空间（十亿美元，未考虑800G及以上交换机）21 图表59：重点公司估值情况（行情数据取自2024年2月8日收盘价）21 北京时间2月16日凌晨前后，谷歌和OpenAI发布了新模型——Gemini1.5和Sora，其中Gemini1.5将上下文长度拓展到100万个tokens，Sora能够实现60s超长长度、单视频多角度镜头和世界模型的文生视频大模型，两大模型效果超预期，昭示着AI迭代正在加速、竞争如火如荼。在AI仍然在军备赛跑的情况下，AI基建仍然处于高景气的状态，而AI基建除了AI训练服务器之外，还包括为了完成组网而搭配的其他设备（如交换机等），我们统称这些设备为高速通信领域所用设备，在当前AI模型迭代赛跑、数据挖掘更深更广的当前，高速通信领域仍然处于高景气度阶段，是作为基础硬件支撑的PCB行业需要高度重视的关键领域。 图表1：谷歌推出Gemini1.5图表2：OpenAI主页介绍文生视频模型Sora 来源：谷歌博客社区，国金证券研究所来源：OpenAI官网，国金证券研究所 1.1、高速通信仍是驱动PCB未来增长的关键领域 PCB作为电子元器件之母，行业升级主要由下游电子终端产品的变化驱动，观察行业近年来的发展情况，我们发现高速通信成为了驱动PCB行业发展的重要力量，从2018~2019年5G带动的高频无线和高速有线应用场景发展，再到2020~2023年的服务器升级和AI基建扩容，高速通信成为了继PC、智能手机之后带动PCB行业在新的一轮周期快速增长的主要因素，数据上体现在2018~2022年有线通信和服务器领域PCB产值复合增速显著高于其他细分领域，分别达到6.2%和11.1%。 展望未来，我们认为当前PCB行业未来仍然处在高速通信所驱动的增长趋势中，根据CPCA所引用的细分领域复合增速可以看到，服务器PCB的增速仍然位居全行业第一、达到6.5%，可见高速通信将成为PCB行业发展中不可忽视的重要趋势。 图表3：全球PCB产值及未来预期（亿美元） 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 来源：CPCA历年数据，国金证券研究所 高速通信：5G建设+服务器升级+AI基建+AI应用 智能手机潮 PC潮 ...... ...... 图表4：2018~2023EPCB细分领域复合增速图表5：2022~2027年PCB细分领域预期复合增速 12.0% 8.0% 10.0% 8.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% -2.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% -2.0% -4.0% -6.0% 来源：CPCA历年数据，国金证券研究所来源：CPCA历年数据，国金证券研究所 1.2、高速通信快速成长主要来自于云计算/AI等需求带动 高速通信具体到下游的应用场景包括运营商基础网络、家庭网络、企业网络、工业网络以及数据中心网络，需求对应到云计算、AI等领域。根据信通院引用的Gartner数据，云计算市场规模在未来几年仍然有望保持在18%以上的复合增速，同时根据Bloomberg对海内外云计算厂商资本开支的预期可以想见云计算相关基础建设仍然在高景气阶段，加之当前AI“军备赛”正如火如荼